bao cao thuc hanh thong tin so

Báo cáo thực hành: Thông tin số

I- M u
Ngy nay máy vi tính có khả năng xử lýmột khối lượng dữ liệu rất
mạnh, thậm chí trong một vài trường hợp nó khơng thua kém gì các máy
tính mainframe . Chúng đang được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh
vực khoa học và cuộc sống .
Bên cạnh công nghệ phần cứng đang phát triển vô cùng mạnh mẽ trên
thế giới thì phần mềm hệ thống và ứng dụng cũng đang được cải thiện hàng
ngày, hàng giờ, trong đó có phần mềm MATLAB
nhằm ứng dụng các thành tựu dó vào việc giảng dạy và học tập các
môn truyền thông, nghiên cứu khoa học và đáp ứng một phần nhu cầu thí
nghiệm mô phỏng của kỹ sư Điện tử viễn thông.

II-Cơ sở về Matlab.
Matlab là một chương trình phần mềm viết cho máy tính PC nhằm hỗ
trợ cho các thuật tốn khoa học và kỹ thuật do công ty MATHWORKS viết
ra.
thuật ngữ Matlab có được hai từ Mảtĩ và Laboratory ghép lại. chương
trình này hiện đang được sử dụng nhiều trong nghiên cứu các vấn đề tính
tốn các bài tốn kỹ thuật như : lý thuyết điều khiển tự động, kỹ thuật thống
kê xác suất , phân tích dữ liệu, xứ lý số các tín hiệu ...
matlab được điều khiển bởi các tập lệnh tác động qua bàn phím . Nó
cũng cho phép lập trình với cú pháp thơng dịch lệnh - cịn gọi là Script file.
Matlab cịn có phần mở rộng là Tool box simulink.
simulink. Là một phần mở rộng dùng để mơ hình hóa , mơ phỏng và
phân tích một hệ thống động. thông thường dùng để thiết kế hệ thống điều
khiển , thiết kế DSP, hệ thống thông tin và các ứng dụng mơ phỏng khác .
Để mơ hình hóa , simulink cung cấp cho bạn một giao diện đồ họa.
Với giao diẹn đồ họa ta có thể xây dụng và khảo sát mơ hình một cách trực
quan hơn . Để sử dụng tốt chương trình này người sử dụng phải có kiến thức

cơ bản về điều khiển, truyền thơng, xây dựng mơ hình tốn học theo quan
điểm của lý thuyết điều khiển và từ đó thành lập nên mơ hình của bài tốn .
1. cách khởi tạo Simulink
Để vào simulink trong Matlab , từ cửa sổ lệnh của Matlab ta đánh
dòng lệnh '' simulink'' hoặc vào từ biểu tượng simulink trên màn hình Matlab
Khi khởi động simulink xong ta được màn hình cửa sổ simulink . cửa
sổ này hoạt động liên kết với cửa sổ lệnh Matlab.

III- mục tiêu mơ phỏng :
Nghiên cửu q trình truyền dẫn số qua điều chế sóng mang trên phần
mềm Matlab. Nhằm góp một phần ứng dụng vào phịng thí nghiệm mơ
phỏng truyền dẫn số , qua đó giúp sinh viên có một cách nhìn trực quan hơn
SVTH: Ngun §øc Long
Líp: 49K - §TVT

1


Báo cáo thực hành: Thông tin số
v cỏc dng tớn hiệu trong truyền dẫn số và tạo cho sinh viên kỹ năng mơ
phỏng các bài tốn về điều khiển và truyền thông.
IV- Nội dung mô phỏng :
1.Điều chế và giải điều chế Biên độ sóng mang (ASK)
2. Điều chế và giải điều chế pha sóng mang (PSK)
3.Điều chế và giải điều chế Tần số sóng mang (FSK)
4.Điều chế và giải điều chế QAM

A.Cơ sở lý thuyết :
1.Điều chế và giải điều chế biên độ sóng mang (ASK)
- Trong loại điều chế này , sóng mang hình sincó 2giá trị biên độ xác

định bởi tín hiệu dữ liệu cơ số 2 ('0' và '1'). Thơng thường bộ điều chế truyền
sóng mang đi khi bit dữ liệu là "1" và hoàn toàn triệt tiêu nó khi bit dữ liệu
là "0". Cơng thức của nó có dạng như sau :
ASin(ωt + φ) S(t) = 1
Um(t) =
0
S(t) = 0
- Giải điều chế biên độ sóng mang là q trình ngược lại với điều chế .
Trong bộ giải điều chế thì bao giờ cũng phải có bộ lọc thơng thấp , nó có tác
dụng lọc đi các thành phần sóng mang , Cịn mạch tạo xung có tác dụng tạo
dạng thành tín hiệu dữ liệu đúng .
2. Điều chế và giải điều chế tần số sóng mang (FSK)
Trong phương pháp điều chế FSK tin tức dũ liệu số được truyền đi
trên kênh truyền bằng cách dịch tần số sóng mang một lượng nhất định
tương ứng với bit '0' và '1' . Do đó tín hiệu điều chế có thể được biểu diễn
như sau :
ASin(ω1t + φ) S(t) = 1
Um(t) =
ASin(ω2t + φ) S(t) = 0
Tín hiệu cao tần này được truyền qua kênh truyền một cách dễ dàng
mà ít bị méo .
Trong trường hợp chúng ta sử dụng điều chế M-FSK thì để truyền k
bit trên một sóng mang tín hiệu (k = log2m) thì dạng sóng mang M có thể
được biểu diễn :
Um (t) = (√2Es/T) cos(2  fct +2 m f t) , m =0,1,…,M-1, 0 ≤ t ≤
Tb
Trong đó Es = kEb là năng lượng của một symbol, T=kTb là độ rộng của một
symbol , f là khoảng cách giữa các tần số ,f =fm - fm-1 và fm = fc + mf
SVTH: Ngun §øc Long
Líp: 49K - §TVT

2


Báo cáo thực hành: Thông tin số
b iu ch cú thể thực hiện bằng bộ dao động điều khiển bằng điện
thế (VCO),
- giải điều chế là quá trình ngược lại của điều chế. Nó là một mạch dùng để
lấy lại tín hiệu dữ liệu gốc từ tín hiệu FSK phát qua kênh truyền . Để làm
được điều đó sơ đồ cơ bản của bộ giải điều chế FSK dựa trên nguyên tắc
hoạt động vòng bám pha PLL.
3.Điều chế ,giải điều chế pha sóng mang (PSK)
- Trong điều chế pha sóng mang thông tin được phát qua kênh truyền
được chữa dưới dạng pha của sóng mang ,pha thay đổi thể hiện bit '0' và bit
'1' còn biên độ và tần số khơng đổi.
+ Nếu tín hiệu dữ liệu là bit '0' thì pha là 00 ,cịn bit dữ liệu là '1' thì
pha bằng 1800 . Trong trường hợp này gọi là khóa dịch pha nhị phân BFSK.
Cơng thức tốn học trong trường hợp này là :
ASin( ωt )

S(t) = 1

Um(t) =
ASin(ω2t +  )

S(t) = 0

+ Người ta còn điều chế 4-PSK 8-PSK, 16-PSK, ..
+Dạng sóng điều chế pha sóng mang M-PSK có dạng như sau :
Um (t) = Agt(t )sin(2  fct +2 m/M) , m =0,1,…,M-1, trong dó gt(t là

dạng xung, A là biên độ tín hiệu.
-Giải điều chế biên độ sóng mang là q trình ngược lại với điều chế .
Tín hiệu đã được điều chế được đi qua kênh truyền có nhiễu tạp trắng
được mơ tả bằng công thức
r (t) = Um(t) + n(t) = Um(t) + nc(t) cos(2  fct) - ns(t)sin(2  fct)
trong đó nc(t) và ns(t) là hai thành phần vng góc của tạp âm . tín hệu này
được cho qua bộ giải điều chế PSK ta thu được dữ liệu cần truyền.
4. Điều chế và giải điều chế QAM:
- tín hiệu diều chế QAM sử dụng hai sóng mang vng góc với nhau
đó là sin(2  fct) và cos(2  fct) , mỗi một tín hiệu được điều chế bởi
một chuỗi bit độc lập.
- Giải điều chế là quá trình ngược lại với điều chế . tín hiệu đã điều
chế được đi qua kênh truyền có nhiễu tạp trắng (AWGN) được mơ tả bằng
công thức
r (t) = AmcgT(t) cos(2  fct + φ ) + Am s gT (t) sin(2  fct + φ ) + n(t)
Trong đó sin(2  fct + φ ) và cos(2  fct + φ ) là hai sóng mang.
B- CHƯƠNG TRÌNH VÀ KẾT QUẢ MƠ PHỎNG
SVTH: Ngun §øc Long
Líp: 49K - §TVT

3


Báo cáo thực hành: Thông tin số

1.iu ch v gii điều chế Biên độ sóng mang (ASK)

SVTH: Ngun §øc Long
Líp: 49K - §TVT

4


Báo cáo thực hành: Thông tin số

2.iu ch v gii điều chế Tần số sóng mang (FSK)

SVTH: Ngun §øc Long
Líp: 49K - §TVT

5


Báo cáo thực hành: Thông tin số

3.iu ch v gii điều chế Pha sóng mang (PSK)

SVTH: Ngun §øc Long
Líp: 49K - §TVT

6


Báo cáo thực hành: Thông tin số

4.iu ch v gii điều chế QAM.

SVTH: Ngun §øc Long
Líp: 49K - §TVT

7


Báo cáo thực hành: Thông tin số

SVTH: Nguyễn Đức Long
Lớp: 49K - §TVT

8


Báo cáo thực hành: Thông tin số

+ Kt lun :
- Các dạng sóng tín hiệu của q trình mơ phỏng điều chế và giải điều
chế ASK ,PSK, FSK , QAM khá phù hợp với lý thuyết . tuy nhiên dữ liệu
nhận được ở nơi thu bị trễ so với nơi phát một khoảng thời gian t nào đó , đó
là do trễ trong q trình truyền tín hiệu

SVTH: Ngun §øc Long
Líp: 49K - §TVT

9